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UVM初学篇 -（22）UVM field_automation 域的自动化机制

field_automation机制是域的自动化的机制，这个机制的最大的优点是可以对一些变量进行批量的处理，比如对象拷贝、克隆、打印之类的变量。

一、 成员变量的注册

使用field_automation机制首先要用`uvm_field 系列宏完成变量的注册，类中的成员变量类型决定了要使用什么样的 `uvm_field 宏：如int型变量，使用`uvm_field_int(ARG,FLGA)宏，其中ARG为定义的成员变量，FLAG表示为当前成员变量的操作打开或关闭。

1，标量类型

最简单的uvm_field系列宏有如下几种：

`define uvm_field_int(ARG,FLAG)

`define uvm_field_real(ARG,FLAG)

`define uvm_field_enum(T,ARG,FLAG)

`define uvm_field_object(ARG,FLAG)

`define uvm_field_event(ARG,FLAG)

`define uvm_field_string(ARG,FLAG)

特别指出：这里的define除了枚举类型外，都是两个参数，对于枚举类型来说，`define uvm_field_enum(T,ARG,FLAG) 需要有三个参数，这里的T就是枚举的类型名称。

2，静态数组类型

与静态数组相关的uvm_field系列宏有：

`define uvm_field_sarray_int(ARG,FLAG)

`define uvm_field_sarray_enum(ARG,FLAG)

`define uvm_field_sarray_object(ARG,FLAG)

`define uvm_field_sarray_string(ARG,FLAG)

特别说明：这里都是一维数组类型，enum类型的数组里参数只有两个。

3，动态数组类型

`define uvm_field_array_enum(ARG,FLAG)

`define uvm_field_array_int(ARG,FLAG)

`define uvm_field_array_object(ARG,FLAG)

`define uvm_field_array_string(ARG,FLAG

特别说明：这里都是一维数组类型，enum类型的数组里参数只有两个。

4, 队列类型

`define uvm_field_queue_enum(ARG,FLAG)

`define uvm_field_queue_int(ARG,FLAG)

`define uvm_field_queue_object(ARG,FLAG)

`define uvm_field_queue_string(ARG,FLAG)

特别说明：enum类型的数组里参数只有两个。

5，联合数组

`define uvm_field_aa_int_string(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_string_string(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_object_string(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_int(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_int_unsigned(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_integer(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_integer_unsigned(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_byte(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_byte_unsigned(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_shortint(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_shortint_unsigned(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_longint(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_int_longint_unsigned(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_string_int(ARG, FLAG)

`define uvm_field_aa_object_int(ARG, FLAG)

特别说明：这里联合数组有两大识别标志，一是索引的类型，二是存储数据的类型。在这一系列uvm_field系列宏中，出现的第一个类型是存储数据类型，第二个类型是索引类型，如uvm_field_aa_int_string用于声明那些存储的数据是int，而其索引是string类型的联合数组。

二、 field automation机制函数

field automation功能非常强大，它主要提供了如下函数。

1，copy函数用于实例的复制，其原型为：

extern function void copy (uvm_object rhs);

如果要把某个A实例复制到B实例中，那么应该使用B.copy（A）。在使用此函数前，B实例必须已经使用new函数分配好了内存空间。

2，compare函数用于比较两个实例是否一样，其原型为：

extern function bit compare (uvm_object rhs, uvm_comparer comparer=null);

如果要比较A与B是否一样，可以使用A.compare（B），也可以使用B.compare（A）。当两者一致时，返回1；否则为0。

3，pack_bytes函数用于将所有的字段打包成byte流，其原型为：

extern function int pack_bytes (ref byte unsigned bytestream[],input uvm_packer packer=null);

4，unpack_bytes函数用于将一个byte流逐一恢复到某个类的实例中，其原型为：

extern function int unpack_bytes (ref byte unsigned bytestream[],input uvm_packer packer=null);

5，pack函数用于将所有的字段打包成bit流，其原型为：

extern function int pack (ref bit bitstream[],input uvm_packer packer=null);

pack函数的使用与pack_bytes类似。

6，unpack函数用于将一个bit流逐一恢复到某个类的实例中，其原型为：

extern function int unpack (ref bit bitstream[], input uvm_packer packer=null);

7，pack_ints函数用于将所有的字段打包成int（4个byte，或者dword）流，其原型为：

extern function int pack_ints (ref int unsigned intstream[],input uvm_packer packer=null);

8，unpack_ints函数用于将一个int流逐一恢复到某个类的实例中，其原型为：

extern function int unpack_ints (ref int unsigned intstream[],input uvm_packer packer=null);

9，print函数用于打印所有的字段。

function void print (uvm_printer printer = null)

10，clone函数，原型是：

virtual function uvm_object clone ()

三、 field_automation使用方法

1， object类型域的自动化

part1/field_automation是UVM field_automation机制的实验，首先注册在`uvm_object_utils_begin(sequence_item)，`       uvm_object_utils_end之间。

`uvm_object_utils_begin(squence_item)

      `uvm_field_int(data,UVM_ALL_ON)

       …

 `uvm_object_utils_end

注册之后就可以在验证环境中使用field_automation函数。

在dadd_item对data，addr进行了注册。

File:dadd_item.sv

Class:dadd_item

class dadd_item extends uvm_sequence_item;



    `uvm_object_utils_begin(dadd_item)

        `uvm_field_int(data,UVM_ALL_ON)

        `uvm_field_int(addr,UVM_ALL_ON)

    `uvm_object_utils_end



    rand bit        data_en;

    rand bit [31:0] data;

    rand bit [31:0] addr;

    extern function new(string name ="dadd_item");

endclass: dadd_item

代码3.41 field_automation机制对item中参数注册代码

在dadd_scoreboard中对DUT的数据包和参考模型的数据包对比时用到了compare函数，这样对比的就是data和addr变量。

File:dadd_scoreboard.sv

Class:dadd_scoreboard

task          dadd_scoreboard :: main_phase(uvm_phase phase);

    dadd_item dadd_exp_item, dadd_act_item, tmp_dadd_exp_item;

    fork

        while(1)

        begin

          exp_port.get(dadd_exp_item);

          dadd_exp_queue.push_front(dadd_exp_item);

        end

        while(1)

        begin

            act_port.get(dadd_act_item);

            begin

                wait(dadd_exp_queue.size()>0);

                tmp_dadd_exp_item = dadd_exp_queue.pop_back();

                if(!tmp_dadd_exp_item.compare(dadd_act_item))

                begin

                    `uvm_error("dadd_scoreboard",$sformatf("Transaction miss match!\nExpect_addr:%h,Expect_data:%h\nActual_addr:%h,Expect_data:%h\n", tmp_dadd_exp_item.addr,tmp_dadd_exp_item.data,dadd_act_item.addr,dadd_act_item.data));

                end

                else

                begin

                    `uvm_info("dadd_scoreboard","DADD_PASS",UVM_LOW);

                end

            end

        end

    join

endtask: main_phase

代码3.42 field_automation机制实验中的dadd_scoreboard的代码

2，component类型域的自动化

首先注册在`uvm_component_utils_begin(component)，`     uvm_component_utils_end之间。

`uvm_component_utils_begin(squence_item)

     `uvm_field_int(data,UVM_ALL_ON)

       …

 `uvm_component_utils_end

注册之后在也可在环境中使用一些相关的函数。

前面config_db机制讲过config_db::get时可以不用写也能得到相应的值，这就用到了field_automation机制。

在component通过field_automation机制注册的变量可以省略config_db::get，但是要注意config_db::get的第三个参数，也就是标志位一定要和得到这个值的变量名一致。

在part1/field_automation实验中，在dadd_environment中向dadd_driver发送一个字符串：

File:dadd_environment.sv

Class:dadd_environment

function void dadd_environment :: build_phase(uvm_phase phase);

    iagt = dadd_iagent :: type_id :: create("iagt",this);

    oagt = dadd_oagent :: type_id :: create("oagt",this);

    refmdl = dadd_refmodel :: type_id :: create("refmdl",this);

    scb =  dadd_scoreboard :: type_id :: create("scb",this);

    dadd_iagt_to_refmdl_fifo = new("dadd_iagt_to_refmdl_fifo",this);

    dadd_oagt_to_scb_fifo = new("dadd_oagt_to_scb_fifo",this);

    dadd_refmdl_to_scb_fifo = new("dadd_refmdl_to_scb_fifo",this);

    if(!uvm_config_db #(virtual dadd_interface) :: get(this,"","vif",vif))

        `uvm_fatal("dadd_environment","The interface is not get !!!");

    iagt.vif = vif;

    oagt.vif = vif;

    uvm_config_db#(string) :: set(this,"iagt.drv","field_automation_config_db","This is no need config_db::get by use field_automation in component.");



endfunction : build_phase

代码3.43 field_automation机制component类型域的自动化实验中dadd_environment的代码

在dadd_driver中声明了一个变量

string field_automation_config_db;

在main_phase中直接打印出field_automation_config_db，这个变量名字和dadd_environment中config_db::set的值是相同的。

File:dadd_driver.sv

Class:dadd_driver

class dadd_driver extends uvm_driver #(dadd_item);

    string field_automation_config_db;

    `uvm_component_utils_begin(dadd_driver)

        `uvm_field_string(field_automation_config_db,UVM_ALL_ON)

`uvm_component_utils_end

代码3.44 field_automation机制component类型域的自动化实验中dadd_driver的代码

执行Makefile脚本：

make all

执行仿真，打印的结果为：

图3.24 component类型域的自动化实验的仿真log截图

本书（《UVM实验教程-从平台、脚本到方法学全代码解析-王建利》）及其实验代码已上传至GitHub 访问网址为： https://github.com/brentwang-lab/uvm_tb_gen

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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